石墨烯的厚度为0.33 nm,如果用石墨烯制作电极,中间间隔0.5nm介质,介质为金刚石(相对介电常数8),那么一个1m×1m×0.05m的空间内,最大可以实现的电容量是?如果该电容充电到20V,相当于多少个18650的电池的电量?(18650电压是3.7v,容量是2500mAh)。
特斯拉汽车耗电大约每百公里20度,该电容充满电到20V,可以供特斯拉跑多少公里?
只有0.5nm厚的绝缘介质。。。恐怕直接量子隧穿短路了。。
不过对于现实一些的尺寸,理想情况下平板电容器的储能只和介质介电常数和介质的总体积以及绝缘介质的击穿场强有关。最大能量密度(能量/体积,忽略极板的值)为
$$\frac{1}{2}(E^2 ε_0 ε_r)$$
对于大部分常见绝缘材料来说这样得到的能量密度是远不如化学电池的。
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